煤矿井下防尘自动喷雾装置的设计与应用研究

冯中华

（晋能控股煤业集团朔州煤电王坪煤业公司，山西 朔州 038300）

引言

某煤矿的年产煤量是45万t，现主要开采煤层是3号煤层，平均厚度为3~8 m，有0°~20°的倾角，煤层的深度为460 m，煤质是中高发热量气煤，局部含有焦煤，煤层有56 d的自然发火期，有较低的瓦斯含量，属于低瓦斯矿井，煤尘的爆炸指数为41.37%，因此，如何减少煤尘含量，控制煤尘飞扬，是减少煤尘爆炸的关键。

1 尘源分析

在井下开采过程中，输送机的转载、破煤机破煤、机组割煤、移架和放煤等作业，都会产生大量的煤尘。其中，机组割煤是工作面的最大尘源，也是产生煤尘的主要部分，且持续的时间较长[1]，在割顶煤时，支架前探梁的掩护板会被收回，随着前滚筒的不断升高，在前探梁上割煤，顶板出现垮落从而产生大量的煤尘，在掘进时，通过相互挤压使岩体垮落，进入溜槽后，岩体相互碰撞而产生大量的煤尘，且粉尘的浓度较大，煤尘的产生及含尘气流运动方向如图1所示。在移架过程中，液压支架来回进行升降，导致支架上方的岩体出现破碎，在支架移动的过程中，岩体会沿缝隙落下，从而产生较多粒径较大的粉尘。在放煤过程中，煤尘在进风流的作用下，沿放煤溜槽进入回风流，产生煤尘。

图1 煤尘产生及含尘气流运动方向示意图

2 防尘自动喷雾装置设计

通过分析工作面产生煤尘的原因，目前单一的降尘措施已经不能满足降低工作面粉尘浓度的要求，因此，采用负压诱导式自动喷雾装置[2]来有效降低工作面的粉尘浓度。……